全球新动态：探索引力波有什么具体的作用

• 2023-02-14 17:40:56 来源：互联网

探索引力波有什么具体的作用

(资料图片仅供参考)

在爱因斯坦的广义相对论中，引力被认为是时空弯曲的一种效应。下面是小编整理的探索引力波的作用，希望对你有帮助。

探索引力波的作用

在过去的一个世纪，因为新的观测宇宙的方法使用，天文学已经发生了改革性的变化。天文观测最初使用可见光。400多年前，伽利略最早使用望远镜进行观测。然而，可见光仅仅是电磁波谱上的一小部分，在遥远的宇宙中，并非所有的天体会在这个特别的波段产生很强的辐射，比如，更有用的信息或许可以在射电波段得到。利用射电望眼镜，天文学家们已经发现了脉冲星，类星体以及其他的一些极端天体现象，将我们对一些物理的认识推向了极限。利用伽马射线，X射线，紫外，和红外观测，我们也取得了类似的进展，让我们给天文带来了新的认识。每一个电磁波谱的打开，都会为我们带来前所未有的发现。天文学家们同样期望引力波也是如此。

引力波有两个非常重要而且比较独特的性质。

第一：不需要任何的物质存在于引力波源周围。这时就不会有电磁辐射产生。

第二：引力波能够几乎不受阻挡的穿过行进途中的天体。然而，比如，来自于遥远恒星的光会被星际介质所遮挡，引力波能够不受阻碍的穿过。这两个特征允许引力波携带有更多的之前从未被观测过的天文现象信息。

引力波的基本介绍

这种弯曲是因为质量的存在而导致。通常而言，在一个给定的体积内，包含的质量越大，那么在这个体积边界处所导致的时空曲率越大。当一个有质量的物体在时空当中运动的时候，曲率变化反应了这些物体的位置变化。在某些特定环境之下，加速物体能够对这个曲率产生变化，并且能够以波的形式向外以光速传播。这种传播现象被称之为引力波。

当一个引力波通过一个观测者的时候，因为应变(strain)效应，观测者就会发现时候时空被扭曲。当引力波通过的时候，物体之间的距离就会发生有节奏的增加和减少，这个频率对于这了引力波的频率。这种效应的强度与产生引力波源之间距离成反比。绕转的双中子星系统被预测，在当它们合并的时候，是一个非常强的引力波源，由于它们彼此靠近绕转时所产生的巨大加速度。由于通常距离这些源非常远，所以在地球上观测时的效应非常小，形变效应小于1.0E-21。科学家们已经利用更为灵敏的探测器证实了引力波的存在。目前最为灵敏的探测是aLIGO，它的探测精度可以达到1.0E-22。更多的空间天文台(欧洲航天局的eLISA计划，中国的中国科学院太极计划，和中山大学的天琴计划)目前正在筹划当中。

引力波应该能够穿透那些电磁波不能穿透的地方。所以猜测引力波能够提供给地球上的观测者有关遥远宇宙中有关黑洞和其它奇异天体的信息。而这些天体不能够为传统的方式，比如光学望远镜和射电望远镜，所观测到，所以引力波天文学将给我们有关宇宙运转的新认识。尤其，引力波更为有趣的是，它能够提供一种观测极早期宇宙的方式，而这在传统的天文学中是不可能做到的，因为在宇宙再合并之前，宇宙对于电磁辐射是不透明的。所以，对于引力波的精确测量能够让科学家们更为全面的验证广义相对论。

引力波狭义相对论的预言

引力波是狭义相对论的预言。

关于万有引力的本质是什么，牛顿认为是一种即时超距作用，不需要传递的"信使"。相对论中，爱因斯坦则认为是一种跟电磁波一样的波动，称为引力波。引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是另外一种称呼，指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。电荷被加速时会发出电磁辐射，同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射，这是广义相对论的一项重要预言。

流体力学中，重力波(gravity wave)是指液体介质内或两种介质面间的一种波。当液体表面或内部液团由于密度差异离开原来位置，在重力(gravity force)和浮力(buoyancy force)的综合作用下，液团会处于上下振动以达到平衡的状态。即产生波动。

美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波。这一发现印证了物理学大师爱因斯坦100年前的预言。

狭义相对论的主要成就;相对论作为爱因斯坦终生事业的标志是他的相对论;提起狭义相对论，很多人马上就想到钟表慢走和尺子缩;狭义相对论最重要的结论是使质量守恒失去了独立性;爱因斯坦于1922年12月有4日，在日本京都大学;爱因斯坦说：他最初考虑这个问题时，正是学生时代，;爱因斯坦有机会读了洛伦兹在1895年发表的论文，;中速度相加原理相违背;狭义相对论建立后，爱因狭义相对论的主要成就。

引力波是不是电磁波

不是。

电磁场是电磁相互作用的.效应，引力波是引力的效应。

电磁波表现为电磁场的振动的传播，引力波表现为时空尺度振动的传播。

电磁波的微观形式是光子(自旋为1)，引力波的微观形势是引力子(自旋为2)。

宇宙引力波源

那么在我们的宇宙当中，什么样的天体才能够撼动产生可以探测到的引力波呢?对于地面上的探测器，通过认为下面的四种可以产生：

1、旋进(In-spiral)或者合并的致密星双星系统。比如中子星或者黑洞的双星系统。非常类似于发布会当中的系统。

2、快速旋转的致密天体。这类天体会通过周期性的引力波辐射损失掉角动量，它的信号的强度会随着非对称的程度增加而增加。可能的候选体包括非对称的中子星之类的。

3、随机的引力波背景。非常类似于我们通常熟知的宇宙背景辐射，这一类背景引力波，也通常叫做原初引力波，它是早期宇宙暴涨时的遗迹。2014年由加州理工、哈佛大学等几个大学的研究人员所组成的BICEP2团队曾宣称利用南极望远镜找到了原初引力波，但是后来证实为银河系尘埃影响的结果。原初引力波的探测将是对暴胀宇宙模型的直接验证，对于它的探测依旧在努力寻找之中。

4、超新星或者伽马射线暴爆发。恒星爆发时非对称性动力学性质也会产生引力波。而直接探测到来自于这些天体的引力波，将是提供对这些天体最直接而且最内部的信息。

以上的天体都能够产生地面探测器所探测到的引力波信号(频率大约几到几百赫兹)。还有一类天体，也能够产生比较较强的引力波，只是产生的频率比较低而已(频率在0.01赫兹以下)。

5、超大质量黑洞。在星系的中心，我们知道会有一个超大质量黑洞的存在。星系在演化的过程当中，会彼此合并，所以在某些星系中间，会有两个黑洞。非常类似于LIGO所探测到的双恒星级黑洞，这两个双黑洞在绕转和最终的合并的之时，也会产生很强的引力波。这种引力波可以利用空间探测器来探测。

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